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智能塑料花卉

专家
2013-01-22 10:01:01     打赏

作者:洛阳理工学院 王火平 刘阳 党延领
指导教师:李蒙 李京秀

  作品简介

  1.开发背景
  随着人们生活水平的提高,家庭以及酒店等各种公共场所的室内装饰品也越来越丰富多彩。而传统的塑料花卉在家庭、酒店等场合越来越普遍地被使用的同时,却也因满足不了人们追求时尚和个性的心理而逐渐黯然失色。当然,片面的说传统的塑料花卉已经过时了也并不合适,经过社会调查,市场上依然有相当多的人喜欢用塑料花卉作为家居的常用装饰品;只是,在这个个性张扬的时代,传统塑料花卉作为室内装饰品已经满足不了一部分人的需求。

  2.结构说明
  智能塑料花卉由MCU、温湿度传感器、光敏电阻、热释电红外传感器等模块组成,其组成结构如图1所示。  

 

  3.功能
  (1).对室内温湿度的自动监测和调节
  根据空气的温湿度可自动选择是否喷出水雾等。
  (2).感知光线的强弱
  当周围的光照强度改变时,可改变花卉上LED灯的亮度和颜色,进而给人一种焕然一新的视觉效果。
  (3).对人体的感知
  当人靠近智能塑料花卉时,可发出动听的音乐,人离开时音乐停止。

  4.使用说明  

 

  使用时,若关闭电源可以作为普通的塑料花卉;打开电源时,则可以完全自动呈现出以上所述的多种多样的效果,既满足了一般人群的需要,又可以满足另一部分人追求个性的心理。因此,从顾客的角度来看,该产品必定会具有很好的市场发展前景,不仅可以作为家居装饰品,也可以用于酒店、宾馆等场所,还可以作为礼品赠与亲朋好友,具有一定的观赏价值和实用价值。

  平台选型说明

  出于制作成本和作品功能等方面的考虑,本次参赛作品选用大赛组委会指定的以STC15F2K61S2芯片为控制核心的单片机开发板,利用单片机双串口分别实现热释电红外传感器,sht10温湿度传感器,光强感应模块,液晶显示模块,语音播放模块,继电器以及微型水泵等的相应功能。

  设计说明

  1.原理图  

 

  2.设计原理
  2.1硬件系统设计
  作品硬件包括单片机、热释电红外传感器、温湿度传感器、光强感应、LCD、语音播放、微型水泵等模块。
  热释电红外传感器感知人是否接近花卉,其检测数据发送给单片机,单片机对数据做出相应的处理,从而控制语音模块。当人接近花卉时,语音模块发出动听的音乐;当人离开的时候,语音模块停止发声。
  温湿度传感器检测周围的温度及湿度,并将检测到的数据发送给单片机,由单片机控制LCD液晶屏显示环境温湿度,并控制水泵喷雾。当环境空气干燥时,单片机控制继电器驱动微型水泵,进行喷雾,喷雾30秒左右,水泵停止工作。30分钟后(保证花瓣上的雾水完全蒸发),温湿度传感器重新向单片机传送数据。
  光敏电阻感受周围光照强弱,从而控制LED的亮暗。光强时,LED灯不发光或很暗,当光弱时,LED灯发光或很亮。
  2.2模块介绍
  (1)热释电红外传感器
  热释电红外传感器如图4所示。人体发射的10μm左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,经电路检测处理后就能产生报警信号或者实现其他所需的功能。  

 

  (2)sht10温湿度传感器
  sht10温湿度传感器如图5所示。它由1个电容式聚合体测湿元件和1个能隙式测温元件组成,并与1个14位A/D转换器以及1个2-wire数字接口在单芯片中无缝结合,使其具有功耗低、反应快、抗干扰能力强等优点,性价比很高,使用方法及相关电路系统设计简单。  

 

  (3)光强感应模块
  光强感应模块如图6所示。该模块可以检测周围环境的光照强度,也可以判断有无光照,模块在黑暗条件下或者光强达不到设定阈值时,DO口输出高电平当外界环境的光强达到设定阈值时,DO口输出低电平。灵敏度可调。  

 

  (4)液晶显示模块
  本作品选用带中文字库的12864液晶显示屏,如图7所示。它是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式,其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字,和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字,也可完成图形显示.,且低电压、低功耗。  

 

  (5)语音播放模块
  语音模块如图8所示。它有边沿触发和电平触发两种触发方式,用来放音。  

 

  (6)微型水泵
  由于作品要求流量不高(约1~5升/分钟),但所需的压力较大(约2~11公斤),主要用于喷雾,不需要长时间工作在高压力或大负载下的情况下,因此选用微型水泵,如图9所示。其体积小效率高,功耗低,抗震性好,噪音小。  

 

  2.3软件设计
  系统软件结构流程如图10所示。  

 

  作品特色

  1.先进性
  作品提高了传统塑料花卉的观赏价值,可以满足新时代人们追求时尚和个性的心理。

  2.实用性
  作品使用方法简单,只要接通电源,系统就进入自动模式。成本低、功耗低,可广泛应用于家庭,酒店、宾馆等场所,也可作为礼品相送,具有很高的实用价值。

  3.创新性
  实现了花卉的智能化。可以根据感知到的周围环境的变化而做出相应的变化。

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2568




关键词: 智能     塑料     花卉     温湿度     传感器     模块    

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